EP1083029A1 - Drehmomentgeschaltete Sicherheitskupplung für ein Klemmgesperre des Futters eines Elektrowerkzeuges - Google Patents

Drehmomentgeschaltete Sicherheitskupplung für ein Klemmgesperre des Futters eines Elektrowerkzeuges Download PDF

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EP1083029A1
EP1083029A1 EP00115016A EP00115016A EP1083029A1 EP 1083029 A1 EP1083029 A1 EP 1083029A1 EP 00115016 A EP00115016 A EP 00115016A EP 00115016 A EP00115016 A EP 00115016A EP 1083029 A1 EP1083029 A1 EP 1083029A1
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EP
European Patent Office
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spindle
power tool
intermediate shaft
locking mechanism
chuck
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EP00115016A
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English (en)
French (fr)
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EP1083029B1 (de
Inventor
Thomas Dr.-Ing. Maier
Hermann Ing. Kieser (Grad.)
Ralph Dipl.-Ing. Liersch
Karl-Eugen Dipl.-Ing. Deubler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metabowerke GmbH and Co
Original Assignee
Metabowerke GmbH and Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools

Definitions

  • the invention relates to a power tool, in particular a drill or hammer drill or hammer drill or a screwdriver, with a machine housing, with a Drive motor for driving a spindle, with one with the Spindle-connected chuck for clamping a tool, with a locking mechanism, the spindle through the Clamping lock rotatably against the machine housing can be determined and the locking mechanism at one Torque transmission from the drive motor to the chuck Automatically unlocks the spindle and at one Torque transmission from the chuck to the drive motor Spindle automatically opposite the machine housing specifies.
  • Such power tools are especially hand-held tools.
  • DE 198 03 454 A1 describes a hand-guided drilling or Impact drill known in which the drilling spindle by means of a locking device with the machine housing rotatably can be coupled, the locking device between the Drill spindle or one that is rotationally connected to it Intermediate shaft and the machine housing or one with this connected component is arranged and the Locking device for a torque transmission from Drive motor to the tool opens automatically and at one Torque transmission from tool holder to reverse Locks direction automatically.
  • Such a drill has the advantage that tools can be clamped without a key in the tool holder can be or the drill chuck just as easily from the Drilling spindle, if they are detachably connected, released can be, since the drilling spindle then automatically is locked. A separate operation by the Operator for locking the drilling spindle is not required. Furthermore is also a Safety device to prevent rotation lock superfluous when the drilling spindle is rotating because the Locking cannot be triggered separately.
  • the known drilling or impact drilling machine has the disadvantage that no overload protection is provided, the locking mechanism or misuse when misused existing gearbox before overloading by pressing the Motor protects when the spindle is locked. Do you want one provide such additional, so the machine housing on adapted the increased space requirements and it must elaborate shaft bearings are provided.
  • the invention solves this problem by providing one Power tool, especially a drilling or Impact drill or a hammer drill or one Screwdriver, the power tool one Has torque-switched safety clutch, which in the locking mechanism is integrated.
  • the torque-controlled safety clutch especially a slip clutch, but also one Locking body coupling can be in the clamping lock on the one hand an overload protection for the gearbox or the Clamping lock provided and on the other hand the disadvantage overcome that the separate provision of Safety clutch and locking mechanism relatively much Occupies space within the machine housing, the is fundamentally very limited and also complex Shaft bearings necessary.
  • the power tool has an intermediate shaft, which is driven by the drive motor and with the spindle is connected via a gear.
  • the locking mechanism can include a housing in which Driving segments are arranged, the spindle or the intermediate shaft in the area of the locking mechanism Has clamping elements, either the clamping elements or the driving segments depending on the direction of the Torque transmission (drive motor / chuck or Chuck / drive motor) arranged in the housing Act on pinch rollers.
  • the clamping elements integral part of the intermediate shaft or spindle are, d. that is, the otherwise cylindrical shaft in the Region of the housing of the locking mechanism has cams, one cam is provided for each pinch roller.
  • the clamping elements integral part of the intermediate shaft or spindle can have cams, one cam is provided for each pinch roller.
  • the spindle or the The intermediate shaft then has a polygonal cross section.
  • the torque transmission from the drive motor to the Spindle or the intermediate shaft spatially from the Torque transmission separated from the chuck to the spindle is. That is, is the torque transmission point different depending on whether the transfer is from Direction of the feed or from the direction of the drive motor is coming.
  • the locking mechanism with the safety clutch can then between the two torque transmission points be arranged.
  • the intermediate shaft with the drilling spindle over at least two gear stages can be coupled and that the power tool has a legal and has a counterclockwise rotation.
  • Fig. 1 shows a drilling machine in its entirety with 10 is designated, with a machine housing 12, a Drill chuck 14 for clamping a not shown Drilling tool and a drive motor (not shown).
  • the torque is transferred to the tool when the tool is actuated by the drive motor a drive shaft 18 to an intermediate shaft 20 and from there via a gear transmission 22 with two gear stages 22a and 22b and one mounted on a drilling spindle 24 interact with the gear stages 22a and 22b Gear 26 on the drilling spindle 24, the drilling spindle 24 is mounted on both sides in the machine housing 12 and on one side with the drill chuck 14 via a Screw connection is connected.
  • the clamping ratchet 30 is now to be explained in more detail with reference to FIG. 2 are explained.
  • the locking mechanism 30 here comprises a housing 32 through a fixing ring 31 and a disk 38 is formed, the housing 32 through the disk 38 in the direction of the first gear stage 22a is completed.
  • the fixing ring points to his outer circumference on two webs 32s, with which it is in grooves 12n of the machine housing 12 engages and thereby is non-rotatably connected to the machine housing 12.
  • the locking mechanism 30 comprises one Switching socket 34 with play on the intermediate shaft 20 is arranged and positively with the intermediate shaft 20 connected is.
  • the intermediate shaft 20 on its Grooves 20n facing away from the transmission into which engage corresponding webs 34s of the switching socket 34.
  • the Switch socket 34 can, however, to a certain extent (play) be rotated relative to the intermediate shaft 20 before the Form closure comes about.
  • the webs 34s of the switching socket 34 are at a free end of the switching socket 34 (in the drawing on the left).
  • the switching socket 34 has a circumferential radially outwardly projecting flange 34f, one side of which is the free end of the switching socket 34 is turned away, against the fixing ring 31 of the locking mechanism 30 is present.
  • the flange 34f forms the Switch socket 34 three drive segments 34m, the equidistant on the circumference of the flange 34f the Switch socket 34 are formed and in the housing 32nd stretch in, d. H. the takeaway segments are in arranged in the axial direction of the intermediate shaft 20.
  • the intermediate shaft 20 has in Area of the housing 32 no circular cross section on, but they are equidistant on the scope of the Intermediate shaft 20 three clamping elements in the form of cams 20k molded.
  • the intermediate shaft 20 thereby receives in the area of the housing 34 has a polygonal cross section.
  • the intermediate shaft 20 has a in the area of the housing 32 larger cross-sectional area than in the area in which the switching socket 34 is arranged on it.
  • the connection here essentially forms between the cams 20k straight surface 20f.
  • the diameter of the pinch rollers 36 is a little smaller than the distance between the center of the Surface 20f and the fixing ring 31, so that the Turn pinch rollers 36 freely in the area of surface 20f can.
  • the sprags 36 are in the freewheeling state, they are essentially in the area of the straight surfaces 20f the intermediate shaft 20 arranged. You are in here Contact with the drive segments 34m, which the pinch rollers 36 in front of a driven and rotating intermediate shaft 20 push yourself.
  • the locking mechanism 30 further comprises a slip clutch 39, the transmissible torque by the bias the plate springs 40a and 40b is set.
  • the figures 3a and 3b show sections along the lines D-D or E-E when driven by the chuck 14, at clockwise drilling spindle 24. This condition will reached when the drilling spindle 24 from the side of Drill chuck 14 is rotated, for. B. a new one Clamp the drilling tool in the chuck 14.
  • the Movement of the drilling spindle 24 is via the gear 26, that with one of the gears 22a or 22b of the intermediate shaft 20 combs, transferred to the intermediate shaft 20.
  • the intermediate shaft 20 is rotated until the cams 20k come into engagement with the pinch rollers 36 and this press against the housing 32.
  • the movement of the The intermediate shaft 20 takes place relative to the switching socket 34 with their driving segments 34m.
  • the takeaway segments 34m are not engaged in this drive case with the pinch rollers 36.
  • the housing 32 is opposite Machine housing 12 rotatably fixed via webs 32s engage in grooves 12n of the machine housing 12. A further rotation of the intermediate shaft 20 is after Clamping the pinch rollers 36 is no longer possible.
  • the drive is from the side, the motor (Operating state), switch socket 34 which is coupled to the motor via the spur gear 42, in Engagement with the intermediate shaft 20 via the groove-web connection 20n, 34s.
  • the run segments run as a result 34m of the switching socket 34, due to the game between Switch socket 34 and intermediate shaft 20 the cam 20k Intermediate shaft 20 so much ahead that the driving segments 34m act on the pinch rollers 36 and this in the area of the straight surfaces 20f between the cams 20k Hold intermediate shaft 20.
  • the pinch rollers 36 thus run together with the driving segments 34m in the housing 32 around.
  • the power transmission takes place from the motor side in the area of the cut E-E.
  • the torque transmission is off which it occurs (from the direction of the drill chuck or from Direction of the motor).
  • the Slip clutch 39 between the two transmission points E-E and D-D arranged so that with an overload of Side of the engine disengages the slip clutch 39 and one Destruction of the clamping lock 30 prevented. It is therefore particularly favorable, the slip clutch 39 from the Motor side considered before the actual one To arrange the clamping device of the locking mechanism 30.

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Abstract

Elektrowerkzeug, insbesondere eine Bohr- oder Schlagbohrmaschine bzw. ein Bohrhammer, mit einem Maschinengehäuse (12), mit einem Antriebsmotor zum Antrieb einer Spindel (24), mit einem mit der Spindel (24) verbundenen Futter (14) zum Einspannen eines Werkzeugs, mit einem Klemmgesperre (30), wobei die Spindel (24) durch das Klemmgesperre (30) drehfest gegenüber dem Maschinengehäuse (12) festlegbar ist und das Klemmgesperre (30) bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor zum Futter (14) die Spindel (24) selbstätig freischaltet und bei einer Drehmomentübertragung vom Fut-18ter (14) zum Antriebsmotor die Spindel (24) selbsttätig gegenüber dem Maschinengehäuse (12) festlegt, wobei das Elektrowerkzeug (10) eine drehmomentgeschaltete Sicherheitskupplung (39) aufweist, wobei die Sicherheitskupplung (39) in das Klemmgesperre (30) integriert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere eine Bohr- oder Schlagbohrmaschine bzw. einen Bohrhammer oder einen Schrauber, mit einem Maschinengehäuse, mit einem Antriebsmotor zum Antrieb einer Spindel, mit einem mit der Spindel verbundenen Futter zum Einspannen eines Werkzeugs, mit einem Klemmgesperre, wobei die Spindel durch das Klemmgesperre drehfest gegenüber dem Maschinengehäuse festlegbar ist und das Klemmgesperre bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor zum Futter die Spindel selbsttätig freischaltet und bei einer Drehmomentübertragung vom Futter zum Antriebsmotor die Spindel selbsttätig gegenüber dem Maschinengehäuse festlegt. Bei derartigen Elektrowerkzeugen handelt es sich insbesondere um handgeführte Werkzeuge.
Aus der DE 198 03 454 A1 ist eine handgeführte Bohr- bzw. Schlagbohrmaschine bekannt, bei der die Bohrspindel mittels einer Arretiervorrichtung mit dem Maschinengehäuse drehfest koppelbar ist, wobei die Arretiervorrichtung zwischen der Bohrspindel bzw. einer mit dieser drehverbundenen Zwischenwelle und dem Maschinengehäuse bzw. einem mit diesem verbundenen Bauteil angeordnet ist und die Arretiervorrichtung bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor zum Werkzeug selbsttätig öffnet und bei einer Drehmomentübertragung vom Werkzeughalter in umgekehrte Richtung selbsttätig sperrt.
Eine derartige Bohrmaschine hat den Vorteil, dass Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme problemlos schlüssellos eingespannt werden können bzw. das Bohrfutter ebenso problemlos von der Bohrspindel, sofern sie lösbar verbunden sind, gelöst werden kann, da die Bohrspindel dann jeweils selbsttätig arretiert wird. Eine gesonderte Betätigung durch den Bediener zur Arretierung der Bohrspindel ist nicht erforderlich. Weiterhin ist auch eine Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung der Dreharretierung bei sich drehender Bohrspindel überflüssig, da die Arretierung nicht separat ausgelöst werden kann.
Die bekannte Bohr- bzw. Schlagbohrmaschine besitzt jedoch den Nachteil, dass keine Überlastsicherung vorgesehen ist, die bei einer Fehlbenutzung das Klemmgesperre bzw. ein vorhandenes Getriebe vor Überlastung durch Betätigen des Motors bei arretierter Spindel schützt. Will man eine solche zusätzlich vorsehen, so muss das Maschinengehäuse an den gesteigerten Bauraumbedarf angepasst und es müssen aufwendige Wellenlagerungen vorgesehen werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Elektrowerkzeug dahingehend weiterzubilden, dass ein Überlastschutz vorgesehen ist und gleichzeitig nur ein geringer Bauraum, wie er in handbetätigten Elektrowerkzeugen zur Verfügung steht, benötigt wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Elektrowerkzeugs, insbesondere einer Bohr- oder Schlagbohrmaschine bzw. eines Bohrhammers oder eines Schraubers, wobei das Elektrowerkzeug eine drehmomentgeschaltete Sicherheitskupplung aufweist, die in das Klemmgesperre integriert ist. Durch die Integration der drehmomentgeschalteten Sicherheitskupplung, die insbesondere eine Rutschkupplung, aber auch eine Sperrkörperkupplung sein kann, in das Klemmgesperre, wird zum einen ein Überlastschutz für das Getriebe bzw. das Klemmgesperre bereitgestellt und zum anderen der Nachteil überwunden, dass das separate Vorsehen von Sicherheitskupplung und Klemmgesperre verhältnismäßig viel Platz innerhalb des Maschinengehäuses einnimmt, der grundsätzlich stark begrenzt ist und zusätzlich aufwendige Wellenlagerungen notwendig macht.
Durch die Zusammenfassung der Sicherheitskupplung und des Klemmgesperres zu einem einzigen Bauteil wird weiterhin die benötigte Teileanzahl reduziert und der Zeitaufwand bei der Montage erheblich verringert.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, dass das Elektrowerkzeug eine Zwischenwelle aufweist, die vom Antriebsmotor angetrieben wird und mit der Spindel über ein Getriebe verbunden ist.
Es ist dabei vorteilhaft, wenn das. Klemmgesperre mit der integrierten Sicherheitskupplung auf der Zwischenwelle angeordnet ist, da dann die axiale Schlagbewegung der Spindel keinen störenden Einfluss auf die Arretierung derselben durch das Klemmgesperre aufweist. Darüber hinaus wirken wegen der in der Regel zwischen der Zwischenwelle und der Hauptwelle bestehenden Untersetzung an der Zwischenwelle geringere Kräfte als an der Hauptwelle und es kann somit eine geringere Dimensionierung des Klemmgesperres vorgesehen werden.
Das Klemmgesperre kann dabei ein Gehäuse umfassen, in dem Mitnahmesegmente angeordnet sind, wobei die Spindel bzw. die Zwischenwelle im Bereich des Klemmgesperres Klemmelemente aufweist, wobei entweder die Klemmelemente oder die Mitnahmesegmente abhängig von der Richtung der Drehmomentübertragung (Antriebsmotor/Futter oder Futter/Antriebsmotor) auf im Gehäuse angeordnete Klemmrollen einwirken.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Klemmelemente integraler Bestandteil der Zwischenwelle bzw. der Spindel sind, d. h., dass die ansonsten zylindrische Welle im Bereich des Gehäuses des Klemmgesperres Nocken aufweist, wobei je Klemmrolle ein Nocken vorgesehen ist. Insbesondere können drei Klemmrollen sowie drei zugeordnete Klemmelemente bzw. Mitnahmesegmente vorgesehen sein, da hierdurch eine besonders gute und gleichmäßige Aufbringung der Klemmkraft erreicht wird, bei gleichzeitiger Zentrierung des Klemmgesperres. Die Spindel bzw. die Zwischenwelle weist dann einen polygonalen Querschnitt auf.
Bei einer Drehmomentübertragung von der Spindel bzw. dem Futter in Richtung des Antriebsmotors, z. B. beim Ein- oder Ausspannen des Werkzeugs gelangen die Klemmelemente bzw. Nocken der Zwischenwelle bzw. der Spindel in Anlage gegen die Klemmrollen und drücken diese gegen das Gehäuse des Klemmgesperres. In diesem Zustand wird durch die Klemmung der Klemmrollen ein weiteres Drehen der Zwischenwelle bzw. der Spindel verhindert.
Bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor in Richtung des Futters, also im Betriebszustand, wirken dagegen die Mitnahmesegmente auf die Klemmrollen ein und treiben diese bei einer Drehung der Welle im Gehäuse vor sich her, so dass sich die Klemmrollen stets im Bereich zwischen zwei Nocken der Zwischenwelle bzw. der Spindel befinden. Die Klemmrollen laufen dann in dem Gehäuse des Klemmegesperres um.
Nach einem weiteren bevorzugten und selbständig erfinderischen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor auf die Spindel bzw. die Zwischenwelle räumlich von der Drehmomentübertragung vom Futter auf die Spindel getrennt ist. D. h. die Drehmomentübertragungsstelle ist unterschiedlich, je nachdem, ob die Übertragung aus Richtung des Futters oder aus Richtung des Antriebsmotors kommt. Das Klemmgesperre mit der Sicherheitskupplung kann dann zwischen den beiden Drehmomentübertragungsstellen angeordnet sein.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Zwischenwelle mit der Bohrspindel über mindestens zwei Getriebestufen koppelbar ist und dass das Elektrowerkzeug einen Rechts- und einen Linkslauf besitzt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie den Unteransprüchen und den übrigen Anmeldungsunterlagen.
Dabei zeigen:
Fig. 1
ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug, nämlich eine Bohrmaschine, mit geschnittenem Gehäuse;
Fig. 2
die Zwischenwelle aus Fig. 1;
Fig. 3a
einen Schnitt entlang der Linie D-D in Fig. 1 bzw. Fig. 2 bei bohrfutterseitigem Antrieb;
Fig. 3b
einen Schnitt entlang der Linie E-E in Fig. 1 bzw. Fig. 2 bei bohrfutterseitigem Antrieb;
Fig. 4a
einen Schnitt entlang der Linie E-E in Fig. 1 bzw. Fig. 2 bei motorseitigem Antrieb; und
Fig. 4b
einen Schnitt entlang der Linie D-D in Fig. 1 oder Fig. 2 bei motorseitigem Antrieb.
Fig. 1 zeigt eine Bohrmaschine, die in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist, mit einem Maschinengehäuse 12, einem Bohrfutter 14 zum Einspannen eines nicht dargestellten Bohrwerkzeugs und einem Antriebsmotor (nicht dargestellt). Die Übertragung des Drehmoments auf das Werkzeug erfolgt bei der Betätigung des Werkzeugs vom Antriebsmotor über eine Antriebswelle 18 auf eine Zwischenwelle 20 und von dort über ein Zahnradgetriebe 22 mit zwei Getriebestufen 22a und 22b und einem auf einer Bohrspindel 24 angebrachten mit den Getriebestufen 22a und 22b zusammenwirkenden Zahnrad 26 auf die Bohrspindel 24, wobei die Bohrspindel 24 beidseitig im Maschinengehäuse 12 gelagert ist und auf ihrer einen Seite mit dem Bohrfutter 14 über eine Schraubverbindung verbunden ist.
Auf der Zwischenwelle 20 ist weiterhin ein Klemmgesperre vorgesehen, das in seiner Gesamtheit mit 30 bezeichnet ist.
Das Klemmgesperre 30 soll nun anhand von Fig. 2 näher erläutert werden. Auf der Zwischenwelle 20 sind zunächst die beiden Zahnräder 22a und 22b der beiden Getriebestufen angeordnet. Unmittelbar an die erste Getriebestufe 22a schließt sich das Klemmgesperre 30 an. Das Klemmgesperre 30 umfasst hierbei ein Gehäuse 32, das durch einen Fixierring 31 und eine Scheibe 38 gebildet ist, wobei das Gehäuse 32 durch die Scheibe 38 in Richtung der ersten Getriebestufe 22a abgeschlossen wird. Der Fixierring weist auf seinem äußeren Umfang zwei Stege 32s auf, mit denen er in Nuten 12n des Maschinengehäuses 12 eingreift und dadurch verdrehsicher mit dem Maschinengehäuse 12 verbunden ist. Darüber hinaus umfasst das Klemmgesperre 30 eine Schaltbuchse 34, die mit Spiel auf der Zwischenwelle 20 angeordnet ist und mit der Zwischenwelle 20 formschlüssig verbunden ist. Hierzu weist die Zwischenwelle 20 an ihrem dem Getriebe abgewandten Ende Nuten 20n auf, in die entsprechende Stege 34s der Schaltbuchse 34 eingreifen. Die Schaltbuchse 34 kann jedoch um ein gewisses Maß (Spiel) gegenüber der Zwischenwelle 20 gedreht werden, bevor der Formschluss zustande kommt. Die Stege 34s der Schaltbuchse 34 sind dabei an einem freien Ende der Schaltbuchse 34 (in der Zeichnung links) angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende (in der Zeichnung rechts) weist die Schaltbuchse 34 einen umlaufenden radial nach außen abstehenden Flansch 34f auf, dessen eine Seite, die dem freien Ende der Schaltbuchse 34 abgewandt ist, gegen den Fixierring 31 des Klemmgesperres 30 anliegt. Weiterhin bildet der Flansch 34f der Schaltbuchse 34 drei Mitnahmesegmente 34m aus, die äquidistant auf dem Umfang des Flansches 34f der Schaltbuchse 34 ausgebildet sind und sich in das Gehäuse 32 hineinerstrecken, d. h. die Mitnahmesegmente sind in axialer Richtung der Zwischenwelle 20 angeordnet.
Zwischen den drei Mitnahmesegmenten 34m sind im Gehäuse Klemmrollen 36 angeordnet. Die Zwischenwelle 20 weist im Bereich des Gehäuses 32 keinen kreisförmigen Querschnitt auf, sondern es sind äquidistant auf dem Umfang der Zwischenwelle 20 drei Klemmelemente in Form von Nocken 20k angeformt. Die Zwischenwelle 20 erhält dadurch im Bereich des Gehäuses 34 einen polygonalen Querschnitt. Die Zwischenwelle 20 weist im Bereich des Gehäuses 32 eine größere Querschnittsfläche auf als in dem Bereich, in dem die Schaltbuchse 34 auf ihr angeordnet ist. Die Verbindung zwischen den Nocken 20k bildet hierbei eine im Wesentlichen gerade Fläche 20f. Der Durchmesser der Klemmrollen 36 ist dabei etwas kleiner als der Abstand zwischen der Mitte der Fläche 20f und dem Fixierring 31, so dass sich die Klemmrollen 36 im Bereich der Fläche 20f frei drehen können.
Sofern sich die Klemmkörper 36 im Freilauf zustand befinden, sind sie im Wesentlichen im Bereich der geraden Flächen 20f der Zwischenwelle 20 angeordnet. Sie sind hierbei in Kontakt mit den Mitnahmesegmenten 34m, die die Klemmrollen 36 bei angetriebener und umlaufender Zwischenwelle 20 vor sich herschieben.
Im Klemmfall, also bei Antrieb der Zwischenwelle 20 aus Richtung des Bohrfutters 14 dreht sich die Zwischenwelle 20 derart, dass die Mitnahmesegmente 34m nicht länger in Anlage mit den Klemmrollen 36 sind, so dass die Nocken 20k, die sich im Freilauffall im Wesentlichen im Bereich der Mitnahmesegmente 34m befinden, sich gegenüber den Mitnahmesegmenten 34m verdrehen, und in Kontakt mit den Klemmrollen 36 gelangen und die Klemmrollen 36 gegen das Gehäuse 32 pressen und dort verklemmen. Eine weitere Drehung der Zwischenwelle 20 ist dann nicht mehr möglich.
Das Klemmgesperre 30 umfasst weiterhin eine Rutschkupplung 39, wobei das übertragbare Drehmoment durch die Vorspannung der Tellerfedern 40a und 40b eingestellt ist.
Die Übertragung der Antriebskraft auf die Zwischenwelle 20 erfolgt über eine in Figur 1 dargestellte Motorantriebswelle 18, die mit einem Stirnrad 42 in Kontakt steht. Sowohl die Motorantriebswelle 18 als auch das Stirnrad 42 weisen hierzu eine Außenverzahnung 42z bzw. 18z auf, die ineinanderkämmen. Zwischen dem Stirnrad 42 und der Schaltbuchse 34 besteht über die Rutschkupplung 39 eine reibschlüssige Verbindung.
Im Falle eines Drehmomentes, das das zulässige Drehmoment der Rutschkupplung 39 übersteigt, reicht die Reibkraft zwischen Schaltbuchse 34 und Stirnrad 42 nicht länger aus und das Stirnrad 42 dreht sich gegenüber der Schaltbuchse 34 und die Kraftübertragung auf die Zwischenwelle endet.
Hierdurch wird eine Zerstörung des Klemmgesperres vermieden, wenn z. B. bei verklemmtem Bohrer die Bohrspindel 24 nicht mehr mitdrehen kann, der Motor jedoch weiterläuft.
Um das Klemmgesperre sicher vor Zerstörung zu schützen und Bauraum zu sparen, wurden die Drehmomentübertragungsstellen räumlich getrennt. Die Kraftübertragung vom Motor auf die Zwischenwelle 20 erfolgt dabei im Bereich der Linie E-E, indem die Stege 34s der Schaltbuchse 34 gegen die Wände der Nuten 20n der Zwischenwelle 20 zu liegen kommen und diese dadurch in der Drehung mitnehmen.
Andererseits erfolgt bei bohrfutterseitigem Antrieb die Kraftübertragung unmittelbar von der Zwischenwelle 20 über die Nocken 20k auf die Klemmrollen 36 und damit das Gehäuse 32, wobei die Schaltbuchse 34 mit den Mitnahmesegmenten 34m unbelastet bleibt. Die Übertragungsstelle liegt dabei im Bereich der Linie D-D.
Die verschiedenen Antriebszustände sollen nun anhand der Fign. 3a und 3b sowie 4a und 4b näher erläutert werden.
Die Fign. 3a und 3b zeigen Schnitte entlang der Linien D-D bzw. E-E bei Antrieb von Seiten des Bohrfutters 14, bei rechtsdrehender Bohrspindel 24. Dieser Zustand wird erreicht, wenn die Bohrspindel 24 von Seiten des Bohrfutters 14 gedreht wird, z. B. um ein neues Bohrwerkzeug in das Bohrfutter 14 einzuspannen. Die Bewegung der Bohrspindel 24 wird dabei über das Zahnrad 26, das mit einem der Zahnräder 22a bzw. 22b der Zwischenwelle 20 kämmt, auf die Zwischenwelle 20 übertragen. Die Zwischenwelle 20 wird dabei so weit gedreht, bis die Nocken 20k in Eingriff mit den Klemmrollen 36 gelangen und diese gegen das Gehäuse 32 pressen. Die Bewegung der Zwischenwelle 20 erfolgt dabei relativ zu der Schaltbuchse 34 mit ihren Mitnahmesegmenten 34m. Die Mitnahmesegmente 34m befinden sich in diesem Antriebsfall nicht im Eingriff mit den Klemmrollen 36. Das Gehäuse 32 ist gegenüber dem Maschinengehäuse 12 drehfest festgelegt über Stege 32s, die in Nuten 12n des Maschinengehäuses 12 eingreifen. Eine weitere Verdrehung der Zwischenwelle 20 ist nach dem Klemmen der Klemmrollen 36 nicht mehr möglich.
Wie in Fig. 3b zu erkennen ist, erfolgt die Anlage der im Bereich E-E ausgebildeten Stege 34s gegen die Seiten der Nuten 20n erst nach Erreichen des Klemmzustandes. D. h., bei einem bohrfutterseitigem Antrieb erfolgt zunächst die Klemmung der Klemmrollen 36 durch die Zwischenwelle 20, bevor eine Drehmomentübertragung von der Zwischenwelle 20 auf die Schaltbuchse 34 und damit ein Mitdrehen der Mitnahmesegmente 34m erfolgen könnte.
Bei Antrieb von der Bohrfutterseite laufen also die Nocken 20k der Zwischenwelle 20 den Mitnahmesegmenten 34m der Schaltbuchse 34 voraus. Die Klemmung erfolgt dabei bevor die Schaltbuchse 34 nach Überwindung eines gewissen Spiels in Formschluss mit der Zwischenwelle 20 gerät.
Die Drehmomentübertragung bei bohrfutterseitigem Antrieb erfolgt also im Bereich des Schnitts D-D des Klemmgesperres 30.
Erfolgt nun der Antrieb von Seiten, des Motors (Betriebszustand), so gelangt zunächst die Schaltbuchse 34, die mit dem Motor über das Stirnrad 42 gekoppelt ist, in Eingriff mit der Zwischenwelle 20 über die Nut-Steg-Verbindung 20n, 34s. Hierdurch laufen die Mitnahmesegmente 34m der Schaltbuchse 34, aufgrund des Spiels zwischen Schaltbuchse 34 und Zwischenwelle 20 den Nocken 20k der Zwischenwelle 20 soviel voraus, dass die Mitnahmesegmente 34m auf die Klemmrollen 36 einwirken und diese im Bereich der geraden Flächen 20f zwischen den Nocken 20k der Zwischenwelle 20 halten. Die Klemmrollen 36 laufen somit zusammen mit den Mitnahmesegmenten 34m in dem Gehäuse 32 um.
Die Kraftübertragung erfolgt bei Antrieb von der Motorseite im Bereich des Schnitts E-E.
Die Drehmomentübertragung ist also je nach Richtung, aus der sie erfolgt (aus Richtung des Bohrfutters bzw. aus Richtung des Motors) räumlich voneinander getrennt.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersehen werden kann, ist die Rutschkupplung 39 zwischen den beiden Übertragungsstellen E-E und D-D angeordnet, so dass bei einer Überlast von Seiten des Motors die Rutschkupplung 39 ausrastet und eine Zerstörung des Klemmegesperres 30 verhindert. Es ist daher insbesondere günstig, die Rutschkupplung 39 von der Motorseite her betrachtet vor der eigentlichen Klemmeinrichtung des Klemmgesperres 30 anzuordnen.

Claims (10)

  1. Elektrowerkzeug, insbesondere eine Bohr- oder Schlagbohrmaschine bzw. ein Bohrhammer oder ein Schrauber, mit einem Maschinengehäuse (12), mit einem Antriebsmotor zum Antrieb einer Spindel (24), mit einem mit der Spindel (24) verbundenen Futter (14) zum Einspannen eines Werkzeugs, mit einem Klemmgesperre (30), wobei die Spindel (24) durch das Klemmgesperre (30) drehfest gegenüber dem Maschinengehäuse (12) festlegbar ist und das Klemmgesperre (30) bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor zum Futter (14) die Spindel (24) selbsttätig freischaltet und bei einer Drehmomentübertragung vom Futter (14) zum Antriebsmotor die Spindel (24) selbsttätig gegenüber dem Maschinengehäuse (12) festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrowerkzeug (10) eine drehmomentgeschaltete Sicherheitskupplung (39) aufweist, wobei die Sicherheitskupplung (39) in das Klemmgesperre (30) integriert ist.
  2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenwelle (20) vorgesehen ist, die vom Antriebsmotor angetrieben und mit der Spindel (24) über ein Getriebe (22a, b, 26) verbunden ist.
  3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmgesperre (30) mit der integrierten Sicherheitskupplung (39) auf der Zwischenwelle (20) angeordnet ist.
  4. Elektrowerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmgesperre (30) ein Gehäuse (32) aufweist, in dem Mitnahmesegmente (34m) angeordnet sind und die Spindel (24) bzw. die Zwischenwelle (20) im Bereich des Klemmgesperres (30) Klemmelemente (20k) aufweist, wobei entweder die Klemmelemente (20k) oder die Mitnahmesegmente (34m) abhängig von der Richtung der Drehmomentübertragung auf im Gehäuse (32) angeordnete Klemmrollen (36) einwirken.
  5. Elektrowerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehmomentübertragung vom Futter (14) in Richtung des Antriebsmotors die Klemmelemente (20k) die Klemmrollen (36) gegenüber dem Gehäuse (32) des Klemmgesperres (30) verklemmen.
  6. Elektrowerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor in Richtung des Futters (14) die Mitnahmesegmente (34m) die Klemmrollen (36) derart freischalten, dass sie im Gehäuse (32) umlaufen.
  7. Elektrowerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragung (E-E) vom Antriebsmotor auf die Spindel (24) bzw. die Zwischenwelle (20) räumlich von der Drehmomentübertragung (D-D) vom Futter (14) auf die Spindel (24) bzw. die Zwischenwelle (20) getrennt ist und das Klemmgesperre (30) mit der Sicherheitskupplung (39) zwischen den beiden Drehmomentübertragungsstellen (E-E; D-D) angeordnet ist.
  8. Elektrowerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskupplung (39) eine Rutschkupplung ist.
  9. Elektrowerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (20) mit der Spindel (24) über mindestens zwei Getriebestufen (22a, 22b, 26) koppelbar ist.
  10. Elektrowerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Rechts- und einen Linkslauf besitzt.
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